2019届高考物理一轮复习第11章交变电流传感器练案32理想变压器电能的输送新人教版.docx

练案32理想变压器电能的输送一、选择题(本题共8小题，14题为单选，58题为多选)1(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题)如图为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，R为输电线的等效电阻。保持交流发电机输出电压不变，若电压表示数变小，下列判断正确的是略不计，则(D)A 电流表示数变小B 降压变压器原副线圈两端的电压之比变小C 升压变压器输出电压变小D 输电线损失的功率变大解析电压表示数变小，说明降压变压器的次级电压减小，则初级电压减小，因保持交流发电机输出电压不变，则升压变压器的初级电压不变，次级电压不变，可知导线上的电压损失变大，即导线上的电流变大，输电线损失的功率变大，电流表的示数变大，选项A错误，D正确；降压变压器原副线圈两端的电压之比等于匝数之比，则降压变压器原副线圈两端的电压之比不变，选项B错误；升压变压器输出电压由匝数比和输入电压决定，则升压变压器输出电压不变，选项C错误；故选D。2(2018江西九江高三上学期期末)如图甲所示，匝数n1n212的理想变压器原线圈与水平放置的间距l1m的光滑金属导轨相连，导轨电阻不计，处于竖直向下、磁感应强度为B1T的匀强磁场中，副线圈接有电阻值R2的电阻，与导轨接触良好的电阻r1，质量m0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间如图乙所示(正弦图线)规律变化，则(C)A电压表的示数为3VB电路中的电流方向每秒钟改变5次C电阻R实际消耗的功率为2WD在00.05s的时间内克服安培力做功0.48J解析由图乙可知，速度v随时间变化的周期为0.2s，10rad/s，瞬时速度v与t满足关系式：v3sin10t，导体棒切割磁感线产生的感应电动势eBlv3sin10tV，则感应电动势的有效值E3V，设原、副线圈两端电压分别为U1、U2，原、副线圈中的电流分别为I1、I2由闭合电路欧姆定律可得：U1EI1r由欧姆定律可得：U2I2R由理想变压器电压关系得：由理想变压器电流关系得：由解得：I12A、I21A，将I12A代入式得U11V，故A错误；交变电流每个周期电流方向改变2次，因为T0.2s，所以每秒钟有5个周期，故每秒钟电流的方向改变10次，故B错误；电阻R实际消耗的功率PIR，代入数据得P2W，故C正确；根据功能关系可得：在00.05s内克服安培力所做功在数值上等于电路中产生的电热QEIIt0.30J，故D错误。3(2018甘肃兰州月考)如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时(C)A电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数减小C电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D线路损耗功率不变解析根据题意可知，电压表V1、V2的示数不变，当用电进入高峰时，电阻R减小，电流表A3的读数增大，电流表A2、A1的读数都增大，R0两端电压增大，电压表V3读数减小，电压表V4的读数也减小，A、B均错误；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值是R0的阻值，不变，C正确；线路损耗功率PIR0增大，D错误。4(2018湖北黄冈中学检测)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P1。第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为49，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2。下列说法不正确的是(D)A第二次学生电源输出的只能是交流电B实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失C若输送功率恒定为P，则P2P11681D理想变压器T2的原、副线圈匝数比为94解析变压器只能改变交变电流的电压大小，所以第二次学生电源输出的只能是交流电，选项A正确；根据PI2R线可知，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失，选项B正确；第一次实验时输电线上的电流I1，输电线上损耗的功率为P1IR线R线，第一次实验时，理想变压器T1副线圈上的电压U2U1，输电线上的电流为I2，输电线上损耗的功率为P2IR线R线，选项C正确；因输电线路有电压损失，要使用电器正常工作，则T2的原副线圈匝数比不等于94，选项D错误。5(2017黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次模拟)电压互感器、电流互感器是将大电压、大电流降为小电压、小电流并进行测量的变压器。如图所示，两个互感器在测量某输电电路中的电压和电流，在图中圆圈内a、b表示电压表或电流表，电压互感器的电压比为1000，电流互感器的电流比为10，电压表的示数为38V，电流表的示数为5A，则(BD)A线路输送电功率是1.9104WB线路输送电功率是1.9106WCa为电流表，b为电压表Da为电压表，b为电流表解析电压互感器与电路是并联关系，电流互感器与电路是串联关系，故a中应接电压表，b中应接电流表，电压互感器的电压比为1000，所以电路中的电压为3.8104V，电流互感器的电流比为10，故电路中的电流为50A，所以线路输送功率为3.810450W1.9106W，BD正确。6(2018四川省泸县高三上学期第三次理综)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为51，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220V,440W”的热水器和“220V,220W”的抽油烟机，如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是(AC)A副线圈两端电压的瞬时值为u220sin(100t)VB交流电压表的示数为1100VC1min内变压器输出的电能为3.96104JD热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍解析由图乙可知，副线圈两端电压的峰值是：Um220V，T0.02s ，可得角速度为：rad/s100rad/s，则副线圈两端电压的瞬时值表达式：u220sin100tV，故A正确；由图乙知副线圈电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比：，代入数据可得原线圈电压即电压表示数为：U11100V，故B错误；1min内变压器输出的电能为WPt(440220)60J3.96104J，故C正确；根据“220V,440W”的纯电阻和“220V,220W”的电动机可知，纯电阻的功率是电动机功率的2倍，但电动机部分转化为机械功率，一部分为热功率，故D错误。所以AC正确，BD错误。7(2018河北省定州中学高三上学期期中试题)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为101，A、V均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、L是理想线圈、D是灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法正确的是(AD)A交流电的频率为50HzB电压表的示数为22VC当光照增强时，A的示数变小D若用一根导线来代替线圈L，则灯D变亮解析因交流电的周期是0.02s，所以频率为fHz50Hz，故A正确；原线圈接入电压的最大值是220V，所以原线圈接入电压的有效值是U1220V，根据理想变压器变压比，代入数据解得副线圈的电压为U222V，故B错误；有光照增强时， R阻值随光强增大而减小，根据P，得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以A的示数变大，故C正确；用导线代替线圈，对电流的阻碍减小，所以D变亮，故D正确。所以AD正确，BC错误。8(2017山东省日照市高三校际联合模拟考试(三模)理想变压器如图甲所示，原线圈与图乙所示的交流电源相连，已知当滑动变阻器调至如图所示位置时，R1消耗的功率为0.2W，且“3V,0.6W”的灯泡正常发光，则下列说法正确的是(AD)A原、副线圈的匝数之比为21B副线圈电流的频率为25HzC交流电源的输出功率为WD若滑动变阻器R2的滑片向左滑动，灯泡将变暗解析电阻R1两端的电压：UR12V；交流电电压有效值：UV10V；变压器初级输入电压：U1UUR18V；变压器次级电流：I2A0.2A；则次级电压：U2I2R2UL0.253V4V，则变压器原副线圈的匝数比为：，选项A正确；副线圈电流频率等于输入交流电的频率：fHz50Hz，选项B错误；变压器的输入电流：I1I20.2A0.1A，则交流电源的输入功率：PUI1100.1W1W，选项C错误；若滑动变阻器R2的滑片向左滑动，则R2电阻变大，次级电流减小，则灯泡将变暗，选项D正确；故选AD。二、非选择题9(2018河南周口质检)某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10，允许线路损耗的功率为输出功率的4%。求：(1)村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？答案：(1)137211(2)320V5760W解析(1)输电电路图如图所示：由P4%P输出和PIR，得I26A，则U送1500V升压变压器原、副线圈匝数比输电线上电压损失UI2R60V故降压变压器输入电压U1U送U1440V故降压变压器原、副线圈匝数比(2)若不用变压器，则输电电流I18AUU0IR320V，PP输出I2R5760W。10(2018湖南华中月考)有一个阻值为R的电阻，若将它接在电压为20V的直流电源上，其消耗的功率为P；若将它接在如图所示的理想变压器的副线圈两端时，其消耗的功率为。已知变压器输入电压u220sin100t(V)，不计电阻随温度的变化，求：(1)理想变压器副线圈两端电压的有效值。(2)此变压器原、副线圈的匝数之比。答案：(1)10V(2)111解析(1)由P和解得副线圈两端的电压的有效值U10V。(2)此变压器原、副线圈的匝数比。11(2018山东济南质检)如图所示为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为101的降压变压器，降压变压器副线圈上的电